专利名称：Ｗ波段功率合成器的制作方法
技术领域：
W波段功率合成器技术领域:本实用新型属于微波技术领域，特别是涉及一类高性能，小尺寸的3dB定向耦合器，具体地说是一种应用于W波段的大功率合成系统的功率合成器。
背景技术：
:毫米波大功率技术是毫米波系统工程的关键技术之一，雷达系统发射功率的提高就意味着雷达具有更大的作用半径。随着雷达技术以及通信技术的发展，对于大功率的发射机有迫切的需求。对于一些要 求大功率输出的场合，一般都采用行波管放大器。然而单个行波管的输出功率常常难以满足系统的需要，因此，采用功率合成技术来满足系统的需求是一种非常有效的解决方案。通道合成技术是大功率合成技术的一种，指采用微波合成器件，已在设备的微波通道中获得相应合成功率的技术，比如采用T型结、魔T和定向耦合器等等作为功率合成器。但不管是T型结，还是魔T都需要在腔体里加入匹配体来减少回波损耗，但是到了频率较高的W波段，由于器件的尺寸减小，器件难以加工。对于定向耦合器类的功率合成器，可以通过以下途径来改善其性能，在耦合区采用阶梯型阻抗变换结构来改善定向耦合器的性能[I]，或者采用多缝隙进行耦合，但这类改进的方法都存在着加工难度系数大，成本高，而且容易引入加工误差等等问题。针对以上原因，目前在W频段使用的功率合成器的插损比较大，而且隔离度和电压驻波比也不是很理想。如宽带短缝混合耦合器，申请号:87102309，实用新型人:张 多纳德 C D等。发明内容:本实用新型针对现有技术状况，提供一种W波段功率合成器，它具有结构简单、易于加工的特点。本实用新型采用如下技术方案:一种W波段功率合成器，该合成器包括一基体，基体内平行设有两根拥有公共窄边的并行波导缝，该公共窄边中部设将两波导缝连通的耦合缝，两波导缝的另一侧壁上均向内设三棱形凸部；波导缝前端分别为端口 I和端口 4，波导缝的后端分别为端口 2和端口
3;端口 I经直波导缝引出至基体前端并在该波端口装有法兰盘；端口 4经两个直角切波导缝也引出至基体前端并在该波端口也装有法兰盘；端口 2和端口 3分别经直角切波导缝引出基体的上、下两侧并在波端口分别装有法兰盘。所述各法兰盘安装在基体上。所述基体为铜材或铝材基体。所述基体由两片拼合组装而成。与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:本实用新型设计基于奇偶模分析理论，提出了一种实用型的紧凑结构的W波段的大功率合成器，其工作频带为90-100GHZ，插入损耗小于0.5dB，不对称度小于0.4dB，隔离度小于-22dB，驻波比优于1.2，可以承受大功率，而且结构简单加工成本低。[0016]本实用新型中三棱形凸部的设计，可以减小回波损耗。其中端口 1-4通过引出波导引出，并安装法兰盘，可便于与其它部件连接。且端口 I与端口 4引出后的间隔设计，可以方便安装法兰盘。同时隔离端口因为无电磁波，由两个直角切波导引出，以与端口 I引出的波导口间隔开，便于分别安装法兰盘。端口 1-3的分别由直波导和直角切波导引出，是为了设置路径最短，以减小电磁波在波导中传输中的路径，减小损耗。
图1是W波段功率合成器的结构示意图。图1中，各端口可设计为:端口 I为输出端口，端口 4为隔离端口，端口 2和端口 3为输入端口。图2是图1的左视图。图3是图2中A-A向剖面图。图4是图2中B-B向剖面图。图5是图4中的局部示意图。图6是功率合成器耦合区尺寸图。图7和图8是该功率合成器的仿真S参数曲线图。图9是该功率合成器的电压驻波比曲线图。图10是该功率合成器的主波导和副波导的输出相位图。
·[0027]具体实施方式
:实施例一:如图1-6所示，本实用新型的W波段功率合成器包含两根拥有公共窄边的并行WR-10波导缝，局部放大如图6所示。通过公共窄边上的耦合缝5，使两根波导缝处于连通状态，使得从端口 I输入的功率一部分从端口 2直接输出，另一部分从端口 3耦合出去(图5中1、2、3、4分别对应各端口)。为了减少回波损耗，在耦合区的两波导缝的外侧壁上各设有三棱形的凸部6，具体尺寸如图6。另外一部分是引出波导部分，综合考虑实用性和性能方面的因素，本实用新型通过长度直波导7或者直角切波导8 (90度弯角，另外切了个角)引出四个波端口，如图4，并在各个波端口上安装四个UG387标准法兰盘9、10、11和12。由端口 4引出的波端口相当于通过两个直角切波导180度引出。实施例二:参照图1。本实用新型功率合成器可由铜、铝等金属材料制成，取两块厚度大约为IOmm厚的金属铜板。具体加工步骤可分为四步:第一步可以在一整块的金属材料板上通过钻孔制成图3的图样，并在表面镀金。第二步取相同材料的金属材料板，利用电火花、钻孔等等工艺加工成图4的图样，同样在表面镀金。第三步，把两块加工体整合起来并用螺丝进行固定。第四步，在四个端口加工法兰盘。实施例三:本实用新型的具体尺寸可设计如下:[0039]端口 I引出的波端口与端口 4引出的波端口之间间隔1.9_2cm。其中两平行波导缝的长度6-7mm，宽度2.54mm ;深度1.27mm。公共窄边宽度0.2-0.5mm，耦合缝长度2_3mm，深度1.27mm。三棱形的高为大约0.5-1.2mm，底边长度6_7mm。如图6。实施例四:由功率合成器的仿真S参数曲线图图7和图8，从图7中可以看出该功率合成器的90-100GHZ波段插入损耗均小于0.5dB，不平衡度小于0.4dB。从图8中可以看出该功率合成器在90-100GHZ波段隔离度均小于_22dB。由该功率合成器的电压驻波比曲线图图9，从图9中可以看出该功率合成器在90-100GHz波段范围内驻波比均小于1.2。由该功率合成器的主波导和副波导的输出相位图图10，从图10中可以看出该功率合成器的主波导和副波导 的输出相位差为90° ±1.5°。
权利要求1. 一种W波段功率合成器，该合成器包括一基体，基体内平行设有两根拥有公共窄边的并行波导缝，该公共窄边中部设将两波导缝连通的耦合缝，波导缝前端分别为端口 I和端口 4，波导缝的后端分别为端口 2和端口 3，其特征是:所述两波导缝的外侧壁上均向内设三棱形凸部；端口 I经直波导缝引出至基体前端并在该波端口装有法兰盘；端口 4经两个直角切波导缝也引出至基体前端并在该波端口也装有法兰盘；端口 2和端口 3分别经直角切波导缝引出基体的上、下两侧并在波端口分别装有法兰盘。
2.根据权利权利要求1所述W波段功率合成器，其特征是:所述各法兰盘安装在基体上。
3.根据权利权利要求1所述W波段功率合成器，其特征是:所述基体为铜材或铝材基体。
4.根据权利权利要求1所述W波段功率合成器，其特征是:所述基体由两片拼合组装。
专利摘要本实用新型提供一种Ｗ波段功率合成器，它具有结构简单、易于加工的特点。该合成器包括一基体，基体内平行设有两根拥有公共窄边的并行波导缝，该公共窄边中部设将两波导缝连通的耦合缝，两波导缝的另一侧壁上均向内设三棱形凸部；波导缝前端分别为端口1和端口4，波导缝的后端分别为端口2和端口3；端口1经直波导缝引出至基体前端并在该波端口装有法兰盘；端口4经两个直角切波导缝也引出至基体前端并在该波端口也装有法兰盘；端口2和端口3分别经直角切波导缝引出基体的上、下两侧并在波端口分别装有法兰盘。
文档编号H01P5/18GK203166060SQ20132018612
公开日2013年8月28日 申请日期2013年4月15日 优先权日2013年4月15日
发明者葛俊祥, 朱成 申请人:南京信息工程大学